CN101076977A - 无线节点的电源管理方法 - Google Patents

Abstract

一种电源管理方法，具有：在网络建立时用多个无线节点组成分组，而建立多个分组的步骤；在各分组中，从分组内的无线节点中暂定一个分组主节点，上述分组主节点是与分组内的其他节点进行通信，并且履行成为与其他分组之间的通信用的通信中继站的分组主导装置的职责的节点，将分组内的其他节点作为连接在分组主节点的下属并进行终端站动作的子节点的步骤；各分组内的各无线节点，在通信会话开始时与其他无线节点交换数据，并按每个发送对象计算出必要最小限度的发送功率的步骤；各分组内的各无线节点根据所计算出的各必要最小限度的发送功率，进行与其他无线节点之间的通信的步骤；和分组主节点每隔规定时间判定是否已到达交替分组主导装置的职责的时期，在判断为已到达分组主导装置的交替时期时，与子节点中的一个子节点交替分组主导装置的职责的步骤。

Description

无线节点的电源管理方法

技术领域

本发明涉及由多个无线节点(无线收发装置)构成的相互无线通信网络系统，更特别涉及对电池驱动的无线节点的电池消耗量进行管理的电源管理方法以及网络系统。

背景技术

相互无线通信网络系统由收集信息的主机装置和多个无线节点构成，特别是无线节点由在无线节点组中进行综合的网络处理的母机和从属于上述母机的多个子机构成。根据这种无线节点结构，以母机为中心与各子机一起随时建立对等(Ad Hoc)网络，进行母机与各子机之间的相互通信，并且代表无线节点组与主机装置互相进行通信。由此，母机汇总来自各子机的信息，并代表各子机向主机装置传送，从而减轻子机的负担，能够低成本且简单地构成子机。然而，在该方法中，在一个母机中集中进行处理，收发量与子机相比增大非常多，因此会产生作为母机的电源的电池的剩余量不充足的情况下，由母机的发送输出不充分等引起的网络整体的速度降低或最坏的情况下母机的电池耗尽而引起的通信线路的切断等的问题，从而必需进行无线节点的电源管理。

在此，作为以往的无线节点的电源管理方法，如专利文件1所述。图24为专利文献1所述的现有的无线节点的电源管理方法的结构图。在图24所示的系统中，在由多个无线节点2401、主机装置2402和对主机装置和无线节点进行中继的网关装置2403构成的相互无线通信网络中，最初发出发送请求的无线节点成为暂定的母无线节点即暂定母机2404，其他的无线节点成为子机2405，暂定母机2404和子机2405之间开始相互通信。之后，暂定母机2404收集所有子机的电池剩余容量的数据，根据所收集的数据选出动作状态最佳的子机作为真正的母无线节点即真母机2406后，切换到以真母机2406为中心的子机之间的相互无线通信，构成为真母机2406介由网关装置2403与主机装置2402进行相互无线通信。之后，通过以相同的顺序定期地选出真母机，从而能够选择不易引起电池耗尽的适当的无线节点作为母机。

专利文献1：特开平10-145276号公报

但是，在上述现有的结构中，如果子机的数目变多，则子机被选出作为真母机的机会变少，因此存在通过将电池余量中有剩余的子机切换为真母机，来消除电池消耗的不均衡的效果不能充分有效地发挥的问题。

此外，由于按照从所有的子机中选出真母机的方式构成，因此在无线节点在大范围分布时，真母机和子机的平均无线通信距离变长，无线发送所需要的网络整体的耗电量变大，因此有可能任一个无线节点也平均地早期引起电池耗尽。

还有，在采用所选出的真母机的发送功率而电波所到达的范围外存在子机时，即使该子机的电池剩余量中存在余量时，也从网络切离并需要进行简约运转(縮退運転)，或者需要每次使真母机或子机物理地移动到可得接收灵敏度的场所，其结果存在网络的性能或便利性明显降低的问题。

发明内容

本发明正是用于解决上述那样的现有的问题，其目的在于在由多个无线节点构成的相互无线通信网络中，有效地防止无线节点的不均衡的电池消耗，降低网络整体的耗电量并延长无线节点的平均电池寿命，始终处于母机和子机可进行相互无线通信的状态。

有关本发明的电源管理方法，用于对由多个无线节点构成的相互无线通信网络系统中的无线节点的电源即电池的消耗量进行管理，具有：在网络建立时用多个无线节点组成分组，并建立多个分组的步骤；在各分组中，从分组内的无线节点中暂定一个为分组主节点，并将分组内的其他节点作为连接成分组主节点的下属并进行终端站动作的子节点的步骤，分组主节点是与分组内的其他节点进行通信，并且履行成为与其他分组之间的通信用的通信中继站的分组主导装置的职责的节点；各分组内的各无线节点，在通信会话开始时与其他无线节点交换数据，并按每个发送对象计算出必要最小限度的发送功率的步骤；各分组内的各无线节点根据所计算出的各必要最小限度的发送功率，进行与其他无线节点之间的通信的步骤；和分组主节点每隔规定时间判定是否已到达交替分组主导装置的职责的时期，在判断为已到达分组主导装置的交替时期时，与子节点中的一个子节点交替分组主导装置的职责的步骤。

通过该结构，构成了多个基于多个无线节点的较小规模的无线对等网络分组，分组内的母机即分组主节点与子机即子节点进行相互无线通信，并且也与其他分组的分组主节点进行相互无线通信，分组内的各无线节点以必要最小限度的发送功率与同一分组内的其他无线节点进行相互无线通信，并且能在分组内定期地交替分组主导装置。

在此，所谓分组主节点为在基于无线节点的分组的无线通信网络中进行基站动作的无线节点，所谓子节点为连接成分组主节点的下属并进行终端站动作的无线节点。

可构成为还包括分组主节点对与分组内的各子节点之间的通信中的通信流量进行监视的步骤，在分组主节点的通信流量达到预先所设定的通信流量时，将通信流量最少的子节点交替成分组主导装置。

通过该结构，能够以与无线节点的电池消耗量具有较高相关关系的通信流量为线索来正确地检测交替分组主节点的时刻。

此外，可构成为还包括子节点各自对自身的通信流量进行监视，向分组主节点报告通信流量的步骤，在从当前的分组主节点开始履行分组主导装置的职责起经过了规定时间的时刻，将通信流量最少的子节点交替成分组主导装置。

此外，能够构成为还包括：分组主节点计算出分组内的各无线节点的平均通信流量，在与其他分组主导装置之间交换平均通信流量信息的步骤；进行将平均通信流量超过预先设定的水平的分组吸收及合并到平均通信流量最少的相邻的分组的步骤；和在分组的吸收及合并后按照平均通信流量均衡化的方式分离分组的步骤。

此外，能够构成为还包括：分组主节点，将分组内通信流量最多的子节点与相邻或邻近的分组内的通信流量最少的无线节点进行交换的步骤。

可构成为：还包括各子节点各自对自身的电池剩余量进行监视，向分组主节点报告电池剩余量的步骤，在从当前的分组主节点开始履行分组主导装置的职责起经过了规定时间的时刻，将电池剩余量最多的子节点交替成分组主导装置。

通过该结构，能够以电池剩余量自身为线索来正确地检测交替分组主导装置的定时(timing)。

在此，能够构成为还包括：分组主节点计算出分组内的各无线节点的平均电池剩余量，在与其他分组主导装置之间交换平均电池剩余量信息的步骤；进行将平均电池剩余量在预先设定的水平以下的分组吸收及合并到平均电池剩余量最多的相邻的分组的步骤；和在分组的吸收及合并后按照平均电池剩余量均衡化方式分离分组的步骤。

通过该结构，在分组间分组的平均电池剩余量发生不均衡的情况下，通过在将平均电池剩余量的差异上存在差距的多个分组合并之后进行再次分离，能够缓和平均电池剩余量的不均衡。

此外，能够构成为还包括：分组主节点，将分组内电池剩余量最少的子节点与相邻或邻近的分组内的电池剩余量最多的无线节点交换的步骤。

通过该结构，当发生了仅通过分组内的分组主导装置交替来不能充分消除无线节点的电池剩余量的不均衡这样的极大的不均衡的情况下，能够通过在分组间交换无线节点消除该不均衡。

能够构成为还包括：在分组内电池剩余量最少的子节点的电池剩余量低于预先设定的量时，将电池剩余量最少的子节点与分组切离的步骤。

通过该结构，当即使通过分组内的分组主导装置交替、分组间的合并或分组间的无线节点的交换，还会产生电池剩余量极端地降低的无线节点的情况下，能够通过将该无线节点与分组强制切离，能够避免因电池消耗所引起的无线节点的误动而造成的网络故障。

能够构成为还包括分组主节点对在与各子节点之间的通信中所产生的重传次数进行监视的步骤，在从当前的分组主节点开始履行分组主导装置的职责起经过了规定时间的时刻，将重传次数最少的子节点交替成分组主导装置。

通过该结构，能够以与无线节点的电池消耗量具有相关关系的通信重传次数为线索，正确地检测交替分组主导装置的定时。

能够构成为还包括：分组主节点计算出在与分组内的各无线节点之间的通信中所产生的重传次数的平均，在与其他分组主导装置之间交换平均重传次数信息的步骤；进行将平均重传次数在预先设定的水平以上的分组吸收及合并到平均重传次数最少的相邻的分组的步骤；在分组的吸收及合并后按照平均重传次数均衡化的方式分离分组的步骤。

通过该结构，以与无线节点的电池消耗量具有相关关系的通信重传次数为线索，在分组间产生分组的平均重传次数的不均衡的情况下，通过在将根据平均重传次数的差异而具有差异的多个分组合并之后再次分离，能够缓和平均电池剩余量的不均衡。

能够构成为还包括：分组主节点将分组内重传次数最多的子节点与相邻或邻近的分组内的重传次数最少的无线节点交换的步骤。

通过该结构，以与无线节点的电池消耗量具有相关关系的通信重传次数为线索，在产生了仅交替分组内的分组主导装置来不能充分消除无线节点的重传次数的不均衡这样的极端大的不均衡的情况下，通过在分组间交换无线节点而能消除该不均衡。

能够构成为还包括：在分组内重传次数最多的子节点的重传次数超过了预先设定的量的情况下，将重传次数最多的子节点与分组切离的步骤。

通过该结构，当即使通过分组内的分组主导装置交替、分组间的合并或分组间的无线节点的交换，还会产生重传次数极多的无线节点的情况下，通过将该无线节点与分组中强制切离，能够避免因电池消耗所引起的无线节点的误动而造成的网络故障。

能够构成为还包括分组主节点对在与各子节点之间的通信中所产生的误码率进行监视的步骤，在从当前的分组主节点开始履行分组主导装置的职责起经过了规定时间的时刻，将误码率最小的子节点交替成分组主导装置。

通过该结构，以与无线节点的电池消耗量具有相关关系的误码率为线索，能够正确地检测交替分组主导装置的定时。

能够构成为还包括：分组主节点计算出在与分组内的各无线节点之间的通信中所产生的误码率的平均，在与其他分组主导装置之间交换平均误码率信息的步骤；进行将平均误码率在预先设定的水平以上的分组吸收及合并到平均误码率最小的相邻的分组中的步骤；和在分组的吸收及合并后按照平均误码率均衡化的方式分离分组的步骤。

通过该结构，以与无线节点的电池消耗量具有相关关系的误码率为线索，在分组间产生分组的平均误码率的不均衡的情况下，通过在对根据平均误码率的差异而具有差异的分组合并后再次进行分离，能够缓和平均电池剩余量的不均衡。

能够构成为还包括：分组主节点将在分组内误码率最大的子节点与相邻或邻近的分组内的误码率最小的无线节点交换的步骤。

通过该结构，能够以与无线节点的电池消耗量具有相关关系的误码率为线索，当发生了仅在分组内交替分组主导装置来不能充分消除无线节点的误码率的不均衡这样的极大的不均衡的情况下，能够通过在分组间交换无线节点，而能消除该不均衡。

能够构成为还包括：在分组内误码率最大的子节点的重传次数超过预先设定的量的情况下，将上述误码率最大的子节点与分组切离的步骤。

通过该结构，在即使通过分组内的分组主导装置交替、分组间的合并或分组间的无线节点交换，还会产生误码率极端大的无线节点的情况下，通过将该无线节点与分组强制切离，能够避免因电池消耗所引起的无线节点的误动作而造成的网络故障。

本发明相关的电源管理装置，用于对由多个无线节点构成的相互无线通信网络系统中的无线节点的电源即电池的消耗量进行管理，具有：分组建立部，无线节点属于由在网络建立时所形成的多个无线节点构成的多个分组中任一个，当在自己所属的分组中不存在分组主节点的情况下成为暂定的分组主节点，当自己所属的分组中存在分组主导装置的情况下成为连接成分组主节点的下属并进行终端站动作的子节点，分组主节点是与分组内的其他节点进行通信，并且履行成为与其他分组之间的通信用的通信中继站的分组主导装置的职责的节点；母机动作部，在为分组主节点的情况下，与分组内的其他子节点进行通信，并且成为与其他分组之间的通信用的通信中继站；交替控制部，在为分组主节点的情况下，每隔规定时间判定是否到达交替分组主导装置的职责的时期，在判断为已到达分组主导装置的交替时期时，对子节点中的一个子节点进行用于交替分组主导装置的职责的交替请求；和子机动作部，在为子节点的情况下，向自己所属的分组的分组主导装置发送为了判定是否到达交替分组主导装置的职责的时期而所需的信息，并且接受来自分组主节点的交替请求而转移到由母机动作部所进行的动作。

通过该结构，构成了多个基于多个无线节点的较小规模的无线对等网络分组，分组内的母机即分组主节点与子机即子节点进行相互无线通信，并且也与其他分组的分组主节点进行相互无线通信，分组内的各无线节点以必要最小限度的发送功率与同一分组内的其他无线节点进行相互无线通信，并且能在分组内定期地交替分组主导装置。

本发明相关的电源管理方法的程序，是用于对由多个无线节点构成的相互无线通信网络系统中的无线节点的电源即电池的消耗量进行管理的电源管理方法的程序，让计算机执行电源管理方法，该电源管理方法包括：在网络建立时用多个无线节点组成分组，并建立多个分组的步骤；在各分组中，从分组内的无线节点中暂定一个为分组主节点，并将分组内的其他节点作为连接成分组主节点的下属并进行终端站动作的子节点的步骤，分组主节点是与分组内的其他节点进行通信，并且履行成为与其他分组之间的通信用的通信中继站的分组主导装置的职责的节点；各分组内的各无线节点，在通信会话开始时与其他无线节点交换数据，并按每个发送对象计算出必要最小限度的发送功率的步骤；各分组内的各无线节点根据所计算出的各必要最小限度的发送功率，进行与其他无线节点之间的通信的步骤；和分组主节点每隔规定时间判定是否已到达交替分组主导装置的职责的时期，在判断为已到达分组主导装置的交替时期时，与子节点中的一个子节点交替分组主导装置的职责的步骤。

该程序，通过在包括CPU、存储器、各种接口等的装置上执行，使计算机作为电源管理装置发挥功能。此外，记录有这种电源管理方法的程序的CD-ROM、软盘、光盘、存储卡等的可移动记录介质、在通信线路的前头设置的其他记录装置、计算机的硬盘或RAM等的记录介质也包括在本发明的范围中，记录在该记录介质中的程序通过在包括CPU、存储器等在内的装置上执行而构成电源管理装置。

本发明的详细内容采用以下的“用于实施发明的最佳方式”以及附图进行说明，但它们仅是例示，本发明并不限于此。

附图说明

图1(a)为本发明的第一实施方式中的无线节点的框图。

图1(b)为本发明的第一实施方式中的无线节点的装置框图。

图2为本发明的第一实施方式中的相互无线通信网络的结构图。

图3为对本发明的第一实施方式中的分组建立动作进行说明的流程图。

图4为对本发明的第一实施方式中的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

图5为对本发明的第一实施方式中的分组间的跳跃(hopping)通信动作进行说明的顺序图。

图6为本发明的第一实施方式中的传输数据格式的说明图。

图7为对本发明的第二实施方式中的基于通信流量的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

图8为本发明的第三实施方式中的无线节点的框图。

图9为对本发明的第三实施方式中的基于电池剩余量的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

图10为本发明的第四实施方式中的相互无线通信网络的结构图。

图11为对本发明的第四实施方式中的分组合并动作进行说明的流程图。

图12为本发明的第五实施方式中的相互无线通信网络的结构图。

图13为本发明的第六实施方式中的相互无线通信网络的结构图。

图14为本发明的第七实施方式中的无线节点的框图。

图15为对本发明的第七实施方式中的基于通信流量的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

图16为对本发明的第八实施方式中的分组合并动作进行说明的流程图。

图17为本发明的第十实施方式中的无线节点的框图。

图18为对本发明的第十实施方式中的基于重传次数的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

图19为对本发明的第十一实施方式中的分组合并动作进行说明的流程图。

图20为本发明的第十四实施方式中的无线节点的框图。

图21为对本发明的第十四实施方式中的基于误码率的分组合并动作进行说明的流程图。

图22为对本发明的第十五实施方式中的分组合并动作进行说明的流程图。

图23(a)为本发明的拓扑仿真模型的说明图。

图23(b)为表示对本发明的拓扑效果进行仿真的结果的所需功率特性图。

图24为现有无线节点的电源管路方法的结构图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1(a)为本发明的第一实施方式中的无线节点的框图。

在图1(a)中，无线节点100包括进行无线节点各部分的控制和收发数据处理的CPU101、保存程序的ROM102、RAM103、计时器(timer)104、向以无线节点的CPU101为代表的各部分供给电源的电池105、调制部106、发送部107、发送功率控制部108、切换发送电波和接收电波的切换部109、天线110、接收部111、解调部112和接收电平检测部113。

在从无线节点100发送的情况下，CPU101边采用RAM103作为工作存储器，边由保存在ROM102中的程序组执行必要的程序，作成发送数据S1。发送数据S1通过调制部106调制处理后，成为IF信号S2，IF信号S2通过发送部107被高频变换以及功率放大。此时，发送功率控制部108，对发送部107进行与CPU101所输出的发送功率电平S7对应的功率控制。功率放大后的高频信号，通过设定成发送模式的切换部109向天线110送出，作为电波被发送。此时，通过CPU101所控制的信道选择信号S3对发送部107指定信道号，以所指定的信道的频率进行高频变换。如果信道号不同，则所使用的发送频率也不同，因此可避免无线节点之间的冲突。

在无线节点100进行接收时，包括其他无线节点等的其他站的电波被天线110接收而成为高频信号，通过设定成接收模式的切换部109输入到接收部111。在接收部111中通过CPU101所控制的信道选择信号S3指定信道号，以所指定的信道的频率进行调谐，提取IF信号S4。IF信号S4在解调部112中进行解调处理而再生接收数据S5，输入到CPU101。同时，IF信号S4的接收电平通过接收电平检测部113被不停地监视，作为监视结果将接收电平S6输入到CPU101。接收电平检测部113例如通过组合二极管和放大器的检波电路构成，输出IF信号的包络线信号作为接收电平。

CPU101中，通过软件处理对发送数据S1附加纠错码，通过对接收数据S5施加纠错处理，在传输路径处于纠正能力内的误码率的电波状态下时，通过进行无差错的收发而能够提高通信的可靠性。此外，CPU101按照需要选择保存在ROM102中的程序。例如，在无线节点建立对等(ad hoc)分组时所需要的通信步骤和处理程序被保存为分组建立程序P1。

无线节点作为分组主节点动作时的通信步骤和处理程序被保存在母机动作程序P3中，作为子节点动作时的通信步骤和处理程序被保存在子机动作程序P4中。此外，交替分组主导装置(group master)时的交替处理通信步骤和处理程序被保存在交替控制程序P2中。

交替分组主导装置的定时(timing)和为了其他的CPU处理而所需的定时是，通过CPU101根据由计时器104不停地进行计时处理的计时结果按照需要计算，而取得这些定时。

图2为本发明的实施方式1中的相互无线通信网络系统的结构图。

在图2中，相互无线通信网络系统200包括多个无线节点210、主机装置202、对主机装置202和无线节点201进行中继的网关装置(GW)203。

多个无线节点201从在无线网络系统所建立的区域中随机设置的状态开始(初始状态)。从随机设置的多个无线节点201中，形成几个由与网络全体的无线节点数相比足够少的无线节点201构成的分组206。此时，从无线节点201中暂定的分组主节点(master node)204开始动作，与预先设定的子节点数的无线节点进行连接，而构成分组206。通常刚为初始状态之后，由于各无线节点的电池处于满状态，因此哪个无线节点成为分组主导装置都没有关系。此时，子节点205连接成暂定的分组主节点204的下属。此外，即使暂定的分组主节点间以及GW203间进行无线连接，通过形成分组间的跳跃(hopping)通信路径来形成网络系统的基本形式(形成分组)。

之后，在各分组内每隔固定期间进行最佳的分组主节点的再次选出。例如子节点205提升为分组主节点207，分组主节点204降级为子节点208，通过轮流交替处理负载高且电池消耗快的分组主节点的职责，进行分组内的电池剩余量的均衡化。该再次选出动作基于在分组主节点中设置的计时器104的计时结果每隔固定期间进行。新选出的分组主节点207开始与子节点208之间的连接，并且还开始分组206间的跳跃通信，来形成相互无线通信网络系统200并进行维持(运用状态)。

接下来，采用图3、图4、图5、图6对本发明的实施方式1的动作进行说明。

图6为本发明的实施方式1中的传输数据格式的图。

分组主节点和子节点之间的数据传输，在同一无线频道中基于数据时隙(data slot)的组帧(framing)形式进行。为了说明简明，将图6中的帧限定为3时隙。即分组内的子节点的数目在此为三个。

在图6中，帧600包括帧头601、作为用于时隙#1的同步信号的同步信号602、时隙#1、作为用于时隙#2的同步信号的同步信号603、时隙#2、作为用于时隙#3的同步信号的同步信号604、时隙#3和帧尾(frame footer)605。

帧头601具备用于子节点的PLL引入(引き込む)再生时钟的前同步码(preamble)、分组主节点固有的标识符和检错码。此外，同步信号602具备用于第一子节点的PLL再次引入再生时钟的前同步码、指定第一节点的标识符、保存有从分组主节点对第一子节点的控制信息等的数据域(datafield)和纠检错码。同步信号603、同步信号604涉及第二节点、第三节点也与同步信号602结构相同。帧尾605具备用于防止组帧的溢出(overrun)等的结束标识符。

首先，对功率控制前的状态的传输动作进行说明。

在功率控制前的状态下，分组主节点、各子节点均以最大功率进行发送，分组主节点反复发送帧600。第一子节点检测到接着帧头601的同步信号602时，在时隙#1的定时期间，发送作为自身站数据的时隙#1数据606。同样，第二子节点检测到接着帧头601的同步信号603时，在时隙#2的定时期间，发送作为自身站数据的时隙#2数据607，第三子节点检测到接着帧头601的同步信号604时，在时隙#3的定时期间，发送作为自身站数据的时隙#3数据608。由此，各子节点能够将自身站数据发送到分组主节点。

在功率控制后的状态下，分组主节点对帧头601和帧尾605以最大功率进行发送，但各同步信号按每个时隙以必要最小限度的功率进行发送。各子节点也以后述的步骤预先收取从分组主节点发给自身站的必要最小限度功率值，以指定的功率值发送自身站的时隙数据。由此，能够进行发送功率的最优控制。

在此，子节点的发送时隙数据具备用于分组主节点PLL引入再生时钟的前同步码、表示发送源的子节点编号的标识符、保存有从子节点对分组主节点的控制信息等的数据域、保存有子节点所收集的数据的数据域和纠检错码。

图3为说明本发明的第一实施方式中的分组建立动作的流程图。

首先对发现其他无线节点的步骤进行说明。

所有的无线节点201将自身站的发送功率设定成最大(步骤301)，边扫描(scan)无线信道，边对各频道中暂定的分组主节点所发送的同步信号是否存在进行检查(步骤302)。如果没有检测出同步信号，则该信道中哪个无线节点都不是分组主节点，因此开始分组主节点处理(步骤303)。如果检测出同步信号，则在该信道中已存在其他无线节点为分组主节点，因此开始子节点处理(步骤313)，但如果为离分组主节点最近的子节点，则从电池消耗的方面来看比较有利，因此边扫描各无线信道(步骤302)，边找出同步信号的接收电平为最大的信道(步骤314)。通过以上的步骤，能够在无线节点之间发现其存在。

接下来，对建立分组的步骤进行说明。

在分组主节点处理以及子节点处理中，首先从分组主节点204向该信道发送同步信号(步骤304)，等待来自子节点205的连接请求(步骤305)。在子节点205中等待直到正常接收同步信号为止(步骤315)，接收到同步信号，就发送连接请求(步骤316)。如果由分组主节点204接收来自子节点205的连接请求(步骤305)，就发送该子节点所使用的时隙编号(步骤306)。反复这些步骤305、306、307直到所有的子节点到齐为止，进行与规定数目的子节点之间的连接。即所有的时隙通过各子节点被预约，在没有空白时隙之前被反复。子节点中，接收对自己分配的时隙编号(步骤317)，将所获得的时隙编号预先存储在RAM103的指定区域。通过以上步骤，能够建立无线节点所构成的分组。

接下来，按每个无线节点控制发送功率的步骤进行说明。

如果完成了对所有的时隙的子节点的分配，分组主节点204就按每个时隙减小若干该同步信号的发送功率(步骤308)，正常地接收子节点在该时隙数据中承载的测试数据的下限为止重复进行步骤308(步骤309)。只要子节点正常接收该同步信号(步骤319)，就在该时隙中发送测试数据(步骤318)，但如果由于对方侧的功率的减小过度而不能正常接收同步信号，则不能正确地在时隙中发送测试数据，因此可知天线功率的下限。例如在时隙#1的情况下，第一子节点在时隙#1中发送的测试数据没有被正常接收为止减小作为该时隙的同步信号的同步信号602的发送功率。分组主节点204正常接收测试数据，另外并且设定成有一些功率富余(margin)的程度的必要最小限度的发送功率(步骤310)，将所设定的值作为最小功率信息发送(步骤311)。在所有时隙中执行这些步骤308～311(步骤312)，按自身分组内的所有的子节点的每一个设定必要最小限度的发送功率。在子节点中，接收发给自身站的最小功率信息，将所获得的最小功率信息存储在RAM103的指定区域中，并且将自身站发出的发送功率设定成该功率值。通过以上的步骤，能够将分组主节点和各子节点间的发送功率控制在必要最小限度。

在此，构成为通过测试数据的收发计算出按每个发送对象的必要最小限度的发送功率，但在实际应用的数据的收发处理中，也可构成为计算出必要最小限度的发送功率。

通过以上的各步骤，进行分组主节点和子节点的连接，分组建立动作结束。

图4为对本发明的实施方式1中的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

在图4中，例示了分组主节点与第一子节点交替的步骤。

分组主节点204发送同步信号(步骤401)，从与该同步信号对应的时隙接收时隙数据(步骤402)，如果接收了所有时隙的数据后结束(步骤403)，则对各子节点发送时隙数据更新请求(步骤404)。此时，根据内置计时器104的计时结果判定是否为分组主节点的交替时期(步骤405)，如果不为交替时期，则返回到步骤401，继续接收时隙数据，如果为交替时期，则开始起动交替控制程序(步骤406)，时间序列地(時系列的に)对使用最初时隙即时隙#1的第一子节点发送交替请求(步骤407)。

在第一子节点中，如果正常取得发给自身站的同步信号602(步骤410、411)，则在作为自身时隙的时隙#1中发送时隙#1数据(步骤412)。并且，中断到接收时隙数据更新请求为止(步骤413)，如果接收到时隙数据更新请求，则对是否接收到发给自身站的交替请求进行检查(步骤414)。此时，如果没有接收到交替请求，则返回到步骤410，继续发送新的时隙数据，如果接收到交替请求，则开始起动交替控制程序(步骤415)后，发送交替受理(步骤416)。

如果分组主节点204接收到来自第一子节点的交替受理(步骤408)，则停止各同步信号及帧头601和帧尾605的发送(步骤409)，结束分组主节点的功能。

在第一子节点，如果确认同步信号已停止(步骤417)，则代替分组主节点204以最大发送功率开始发送各同步信号及帧头601和帧尾605(步骤418)。另外，分组内的也包括第一子节点在内的各子节点不停地接收来自分组主节点204的帧600，因此不停地监视分组主节点应发送的帧600的内容。因此，通过替换帧600中的分组主导装置204固有的标识符和指定子节点205的标识符而能立刻继承帧600的发送，因此能够使如步骤418的交替发送变得简单。

通过以上的各步骤，分组主节点交替动作结束。根据图2的例示，分组主节点204转变成子节点208，子节点205转变成分组主节点207。

图5为对本发明的实施方式1中的分组间的跳跃通信动作进行说明的顺序图。

图5表示三个分组间的跳跃通信动作，具体地来说对三个的分组主节点间的跳跃通信的顺序进行说明。

在由第一无线频道的分组主节点即前一站501、第二无线频道的分组主节点即自身站502和第三无线频道的分组主节点即下一站503构成的跳跃通信网中，按照从前一站501到自身站502、从自身站502到下一站503的顺序对顺方向数据进行跳跃通信，对逆方向数据以与顺方向数据相反的路径进行跳跃通信。

首先，为了所有的站公共地进行相互无线通信，因此将无线频道设定成预定的公共信道(步骤504)。接下来，前一站501向自身站502发送中继请求505。在自身站502中即使接收中继请求也不会立刻返回中继许可，优先确立与自身站502的跳跃目标即下一站503之间的中继协定。因此，从自身站502向下一站503发送中继请求506，接收下一站503与再下一站进行中继协定后返回的中继许可507，从而在自身站502和下一站503之间中继协定成立。之后，通过自身站502向前一站501返回中继许可508，在前一站501和自身站502之间确立中继协定。

接下来，前一站501将自己的信道号509(第一信道)发送给自身站，自身站502将自己的信道号510(第二信道)发送给前一站501后，识别对方站的信道号。同样，自身站502和下一站503之间也彼此发送信道号来识别对方站的信道号。通过以上的步骤，开设各分组主节点间的跳跃通信的通信路径。

如果开设跳跃通信的通信路径，则由于前一站501和自身站502之间的跳跃通信，前一站501将发送无线频率设定成作为对方站的自身站502的信道即第二信道(步骤511)，自身站502将设定发送无线频率设定成作为对方站的前一站501的信道即第一信道(步骤512)。此时，关于接收无线频率，分别使用自己的信道。通过设定这些信道，在前一站501和自身站502之间可进行相互无线通信，并且能够防止对两站以外的其他站例如下一站503的干扰。

如果信道设定结束，则前一站501将中继同步信号514向自身站502发送，如果自身站502接收中继同步信号514，则发送中继同步检测515。如果前一站501中接收到中继同步检测515，则将顺方向的数据516向自身站502发送，如果自身站502正常接收数据516，则将作为正常接收响应的ACK517向前一站501发送。另外，关于从自身站502向前一站501的逆方向的数据发送，也以同样的相反步骤进行传送。此外，关于自身站502和下一站503之间的数据传送也采用同样的步骤。

通过以上的步骤，在各分组主节点之间进行跳跃通信。

根据上述的结构和步骤，将网络分割为多个分组，成为各无线节点依次交替成处理负载高的分组主导装置的结构，因此在与网络全体的无线节点数目相比远远为少数的无线节点数目构成的分组内执行频繁的分组主导装置交替，从而能有效地防止无线节点的电池消耗的不均衡，在分组这样的限定的网络范围内，与在网络全体中的无线节点间的平均传送距离相比远远短的平均传送距离中，始终处于母机和子机可进行相互无线通信的状态，从而降低网络整体的耗电量，可延长无线节点的平均电池寿命。还有，通过在分组主节点间进行跳跃通信，各个分组主节点不进行到达GW的长距离通信，而能够进行数据传送，因此能够进一步防止电池消耗。

根据上述的各效果，对于网络全体的各无线节点，均衡均等地，且以省电的方式消耗作为无线节点的电源的电池，并且进行省电能，因此能延长网络全体的寿命。

图1(b)为本发明的第一实施方式中的无线节点的装置框图，表示将本发明的电源管理方法在电源管理装置中实现时的无线节点的功能块。在图1(b)中，与图1(a)相同的构成要素采用相同符号，并省略说明。

在图1(b)中，分组建立部121、交替控制部122、母机动作部123和子机动作部124介由输入输出控制部125控制收发功能的各部分。模块121～125也可通过CPU与软件的组合来实现，也可由硬件来实现。

另外，将调制部106和解调部112作为个别的硬件模块进行例示，但只要在速度上够用的话，也可将调制部106和解调部112作为CPU101的软件处理。另外，在数据传输方式中采用基于数据时隙的组帧形式，但也可使用其他数据传输方式。

(第二实施方式)

图7为对本发明的第二实施方式中的基于通信流量(traffic)的分组主导装置交替动作的流程图。

在图7中，分组主节点204预先设定作为分组主节点交替时期的判断基准的交替流量(步骤701)，进行各时隙数据的接收，并且按每个子节点累计与各子节点的通信流量(步骤702)。如果接收了所有时隙的数据，则对与各子节点之间的通信流量是否达到由步骤701设定的交替流量进行检查(步骤703)，如果没有达到交替流量，则继续接收时隙数据，如果只要有一个子节点达到交替流量，则开始起动交替控制程序(步骤704)。此时，与各子节点之间的通信流量中流量最小的子节点被推定为电池剩余量最大，因此对该子节点发送交替请求(步骤705)。

在子节点中，如果没有发给自身站的交替请求，则继续时隙发送处理(步骤708)，如果有交替请求(步骤709)，则开始起动交替控制程序(步骤710)后，发送交替受理(步骤711)。

如果分组主节点204接收到来自子节点的交替受理(步骤706)，则停止各同步信号及帧头601和帧尾605的发送(步骤707)，结束分组主节点的功能。

在子节点中，确认同步信号已停止后(步骤712)，代替分组主节点204来以最大发送功率开始发送各同步信号及帧头601和帧尾605(步骤713)。

通过以上的各步骤，将通信流量作为交替基准的分组主导装置交替动作结束。根据图2的例示，分组主节点204转变成子节点208，子节点205转变成分组主节点207。

(第三实施方式)

图8为本发明的第三实施方式中的无线节点的框图。

在图8中，对与图1(a)相同的构成要素采用相同的符号，并省略说明。

在图8中，无线节点800具备电池剩余量检测部801。电池剩余量检测部801根据电池105的电压等检查出剩余容量，将电池剩余量水平(level)S8输入到CPU101。通过该结构，CPU101能够检测出电池剩余量。

通过这种结构的无线节点800，采用图9的流程图对以电池剩余量为线索进行分组主节点交替的步骤进行说明。

图9为对本发明的第七实施方式中的基于电池剩余量的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

在图9中，子节点采用电池剩余量检测部801对电池剩余量进行检查(步骤908)，在时隙数据中包括电池剩余量水平S8并进行发送(步骤909)。

分组主节点204预先设定作为分组主节点交替时期的判断基准的时间(步骤901)，进行各时隙数据的接收，并且也收集子节点的电池剩余量的信息(步骤902)。如果接收所有时隙的数据，则对与各子节点之间的通信时间是否达到由步骤901所设定的交替时间进行检查(步骤903)，如果没有达到交替时间，则继续接收时隙数据，如果只要有一个子节点达到交替时间，则开始起动交替控制程序(步骤904)。此时，各子节点的电池剩余量中电池剩余量最多的子节点的电池存在最多的剩余量，因此对该子节点发送交替请求(步骤905)。

在子节点中，如果没有发给自身站的交替请求，则继续进行电池剩余量检查和时隙数据发送处理(步骤908、909、910)，如果有交替请求，则开始起动交替控制程序(步骤911)后，发送交替受理(步骤912)。

如果分组主节点204接收到来自子节点的交替受理(步骤906)，则停止发送各同步信号及帧头601和帧尾605(步骤907)，结束分组主节点的功能。

在子节点中，如果确认同步信号已停止(步骤913)，则代替分组主节点204而以最大发送功率开始发送各同步信号及帧头601和帧尾605(步骤914)。

通过以上的各步骤，完成以电池剩余量为交替基准的分组主导装置交替动作。通过图2的例示，分组主节点204转变成子节点208，子节点205转变成分组主节点207。

根据以上说明的结构和步骤，能够以无线节点的电池剩余量为线索来检测出交替分组主导装置的定时，因此能够以更正确的基准进行分组主节点交替。

(第四实施方式)

图10为本发明的第四实施方式中的相互无线通信网络系统的结构图。

图10中，对与图2相同的构成要素采用相同的符号，并省略说明。

在图10中，相互无线通信网络系统1000分为分组主节点205的分组204和分组主节点1001的分组1002而被运用(运用状态)。在此，分组1002内的各无线节点的平均电池剩余量为预先设定的水平以下时，分组主节点1001结束其功能，同时分组1002内的所有无线节点成为分组主节点205下属的子节点，从而形成新的分组1006。之后，分组主节点205成为新的分组主节点1003。即分组1002被吸收及合并到分组204(分组合并)。之后，在分组1006内按照以各无线节点的电池剩余量为基础减少不均衡的方式被安排(scheduling)，而分离为分组1008和分组1009(分组分离)。分离后进入运用状态。

在这种结构的相互无线通信网络系统1000中，采用图11的流程图对分组合并的步骤进行特别说明。

图11为对本发明的第四实施方式中的分组合并动作进行说明的流程图。

在进入图11的处理之前，各分组主节点预先通过跳跃通信交换自身分组和其他分组的构成信息，来共享其他分组的构成信息即该分组的标识符、无线节点的总数量、所使用的无线频道等的信息。

首先，对接纳分组合并一方的步骤进行说明。

分组主节点将无线频道设定成公共信道，采用所设定的跳跃通信进行处理(步骤1101)。首先，对来自各子节点的电池剩余量进行收集，并包括自己的电池剩余量在内对自身分组的平均电池剩余量进行计算(步骤1102)。之后，对其他分组主节点发送由步骤1102所计算的平均电池剩余量(步骤1103)，并且对自身分组的平均电池剩余量是否在预先设定的水平以下进行评价(步骤1104)。

如果平均电池剩余量不在设定水平以下，则对是否已从其他分组主节点接收到分组合并请求进行检查(步骤1105)，如果没有接收到分组合并请求，则结束处理。如果接收到分组合并请求，则继续进入合并处理。在合并处理中，首先发送合并许可，来表示愿意合并到对方分组的意愿(步骤1106)。之后，将无线频率返回为自身信道(步骤1107)，使同步信号暂时停止(步骤1108)。在此，根据自身分组和对方分组的无线节点数目计算所需时隙数(步骤1109)，增加时隙数并再次开始同步信号的发送(步骤1110)。

接下来，对请求分组合并一方的步骤进行说明。

由步骤1104判定自身分组的平均电池剩余量在设定水平以下时，根据来自其他分组的平均电池剩余量对相邻分组的平均电池剩余量进行评价(步骤1111)，如果在设定水平以上，则进入合并请求处理，如果在设定水平以下，则由于在邻近处没有可合并的分组，因此降低整体的性能等而进入简约运行(步骤1112)。

在合并请求处理中，首先向合并目标发送分组合并请求(步骤1113)后，等待合并许可(步骤1114)。如果得到合并许可，则将无线频率返回为自身信道(步骤1115)，对自身分组的子节点发送合并目标的无线频道并告知(步骤1116)。之后，停止同步信号(步骤1117)，设定成合并目标的信道(步骤1118)。

通过以上的步骤分组合并动作结束。

根据上述结构和步骤，在分组之间产生分组的平均电池剩余量不均衡时，通过将平均电池剩余量的差异上存在差距的多个分组合并之后再次分离，而能够缓和平均电池剩余量的不均衡。

另外，在此设分组合并以及分离的分组数目为2，但也可对超过两组的多个分组进行合并以及分离。此外，虽然分组合并的基准为分组的平均电池剩余量，但如果为与无线节点的电池剩余量相关的某参数，则无论采用那一种都能得到相同的效果。此外，设所合并的分组数和分离的分组数为相同的数目来进行了说明，但根据电池剩余量的均衡化的状况合并前和合并·分离后的分组数目当然也可不一致。

(第五实施方式)

图12为本发明的第五实施方式中的相互无线通信网络系统的结构图。

在图12中，对与图2相同的构成要素省略说明。

在图12中，相互无线通信网络系统1200作为构成要素具备分组1201和分组1205(运用状态)，其中，分组1201由分组主节点1202、子节点1203、子节点1204构成，分组1205由分组主节点1206、子节点1207和子节点1208构成。在此，分组1201内的子节点1203的电池剩余量在预先设定的水平以下时，分组主节点1202向分组主节点1206发送子节点的交换请求。接收到交换请求的分组主节点1206以在自身分组内电池剩余量最高的子节点1207作为交替成员。之后，被交换的子节点1203和子节点1207接收与自身分组的分组主节点切离命令，通过停止该子节点所使用的时隙的同步信号而与分组切离。切离后的各子节点分别被切换到交换目标的分组的无线频道，以来自新的分组主节点的通信请求为线索而开始相互通信(子节点交换)。如果完成子节点的交换，则各分组主节点再次建立由已有的子节点和新交换的子节点构成的新的分组1209以及分组1210(再次进行分组)。再次进行分组后，进入运用状态。

通过这种结构和步骤，当发生了仅通过分组内的分组主导装置交替来不能充分消除无线节点的电池剩余量的不均衡那样的极大的不均衡时，能够通过在分组间交换无线节点而能消除该不均衡。

另外，即使分组主节点接收到来自其他的交替请求，通过从自身分组内产生交替成员而使自身分组的平均电池剩余量显著降低，在均衡化变得困难的情况下，能够拒绝上述交替请求。已拒绝交替请求的分组主节点，也可放弃与该分组之间的子节点交换，向其他分组发送交替请求来查找交替目标，也可放弃交替处理而进入简约运行。

(第六实施方式)

图13为本发明的第6实施方式中的相互无线通信网络系统的结构图。

在图13中，对与图2相同的构成要素省略说明。

在图13中，相互无线通信网络系统1300作为构成要素具备分组1301，该分组1301由分组主节点1302、子节点1303和另一子节点构成(运用状态)。在此，分组1301内的子节点1303的电池剩余量在预先设定的水平以下时，分组主节点1302向子节点1303传送切离命令后，停止该子节点所使用的时隙的同步信号(子节点切离)。如果子节点1303分离完成，则分组主节点1302只用已有的子节点再次建立分组。由于切离后的子节点1303发现不了来自新的分组主节点的同步信号，因此停止收发动作而保持空闲状态结束电池寿命(分组缩小)。分组缩小后，进入运用状态。

通过这种结构和步骤，在通过分组内的分组主导装置交替或分组间的合并或分组间的无线节点交换，还产生电池余量极端地降低的无线节点的情况下，通过从分组中强制地切离该无线节点，能够避免因电池消耗所引起的无线节点的误动而造成的网络故障等。

(第七实施方式)

在上述的第二实施方式中，构成为对分组主节点与分组内的各子节点之间的通信流量进行监视，但也可构成为各子节点分别对自身的通信流量进行监视后，向分组主导装置报告后，对通信流量最少的子节点交换成分组主导装置。将该例作为第七实施方式进行说明。

图14为本发明的第7实施方式中的无线节点的框图。

在图14中，对与图1(a)相同的构成要素采用相同符号，并省略说明。

在图14中，无线节点1400具备通信流量检测部1401。通信流量检测部1401对由CPU101送出的数据以及由CPU101接收的数据进行监视，将通信流量信息S9输入到CPU101。通过该结构，CPU101基于来自通信流量检测部1401的通信流量信息S9，能对规定期间中的通信流量进行累计。

采用图15的流程图，对由上述结构的无线节点1400以通信流量为线索来交替分组主节点的步骤进行说明。

图15为对本发明的第七实施方式中的基于通信流量的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

在图15中，子节点采用通信流量检测部1401对通信流量进行检查(步骤1508)，在时隙数据中包括通信流量信息S9而进行发送(步骤1509)。

分组主节点204预先设定作为分组主节点交替时期的判断基准的时间(步骤1501)，进行各时隙数据的接收，并且还收集子节点的通信流量的信息(步骤1502)。如果接收所有时隙的数据，则对与各节点之间的通信时间是否达到步骤1501所设定的交替时间进行检查(步骤1503)，如果没有达到交替时间，则继续进行时隙数据接收，如果只要有一个子节点达到交替时间，则开始起动交替控制程序(步骤1504)。此时，对各子节点的通信流量中通信流量最少的子节点发送交替请求(步骤1505)。

在子节点中，如果没有发给自身站的交替请求，则继续进行通信流量的检查和时隙数据发送处理(步骤1508、1509、1510)，如果有交替请求，则开始起动交替控制程序(步骤1511)后，发送交替受理(步骤1512)。

如果分组主节点204接收到来自子节点的交替受理(步骤1506)，则停止各同步信号及帧头601和帧尾605的发送(步骤1507)，结束分组主节点的功能。

在子节点中，如果确认同步信号已停止(步骤1513)，则代替分组主节点204以最大的发送功率开始发送各同步信号及帧头601和帧尾605(步骤1514)。

通过以上的各步骤，完成以通信流量为交替基准的分组主导装置交替动作。根据图2的例示，分组主节点204转变成子节点208，子节点205转变成分组主节点207。

通过以上说明的结构和步骤，能够以与无线节点的电池消耗量具有较高相关关系的通信流量为线索来检测出交替分组主导装置的定时。

(第八实施方式)

能够构成为以各无线节点的通信流量为触发(trigger)执行图10(第四实施方式)所示的相互无线通信网络中的分组的合并·分离。以下将这种情况作为第八实施方式进行说明。

在该第八实施方式中，各无线节点与第七实施方式相同，构成为具备图14所示的通信流量检测部1401，分组主节点接收来自分组内的子节点的通信流量信息，基于该信息进行分组的合并·分离。

图16为对本发明的第八实施方式中的分组合并动作进行说明的流程图。

在进入图16的处理前，各分组主节点预先通过跳跃通信交换自身分组和其他分组的结构信息，来共享其他分组的构成信息即其他分组的标识符、无线节点的总数、所使用的无线频道等的信息。

首先，对接纳分组合并一方的步骤进行说明。

分组主节点将无线频道设定成公共信道，采用跳跃通信进行处理(步骤1601)。首先，收集来自各子节点的通信流量，包括自身的通信流量在内对自身分组的平均通信流量进行计算(步骤1602)。并且，对其他的分组主节点发送由步骤1602计算的平均通信流量(步骤1603)，并且对自身分组的平均通信流量是否超过预先设定的水平进行评价(步骤1604)。

如果平均通信流量没有超过设定水平，则对是否从其他分组主节点接收分组合并请求进行检查(步骤1605)，如果没有接收到分组合并请求，则结束处理。在接收到分组合并请求时，继续进入合并处理。在合并处理中，首先发送合并许可，来表示愿意合并到对方组的意愿。之后，将无线频率返回为自身信道(步骤1607)，使同步信号暂时停止(步骤1608)。在此，根据自身分组和对方分组的无线节点数目计算所需时隙数(步骤1609)，增加时隙数目后再次开始发送同步信号(步骤1610)。

接下来，对请求分组合并一方的步骤进行说明。

在步骤1604中自身分组的平均通信流量超过设定水平时，根据来自其他分组的平均通信流量对相邻分组的平均通信流量进行评价(步骤1611)，如果在设定水平以下，则进入合并请求处理，如果超过设定水平时，由于在邻近处没有可合并的分组，因此降低整体的性能等而进入简约运行(步骤1612)。

在合并请求处理中，首先向合并目标发送分组合并请求(步骤1613)，等待合并许可(步骤1614)。如果得到合并许可，则将无线频率返回为自身信道(步骤1615)，对自身分组的子节点发送合并目标的无线频道进行告知(步骤1616)。之后，停止同步信号(步骤1617)，设定成合并目标的信道(步骤1618)。

通过以上的各步骤，分组的合并动作结束。

通过这种结构和步骤，在分组间产生分组的平均通信流量的不均衡时，通过将平均通信流量的差异上存在差距的多个分组合并之后再次分离，而能够缓和平均通信流量的不均衡。

另外，在此设分组合并以及分离的分组数目为2，但当然也可对超过两组的多个分组进行合并以及分离。此外，设所合并的分组数和分离的分组数为相同的数目进行了说明，但根据通信流量的均衡化的状况合并前和合并·分离后的分组数目当然也可不一致。

(第九实施方式)

能够构成为以各无线节点的通信流量为触发(trigger)执行图12(第五实施方式)所示的分组间的子节点的交换处理。以下将这种情况作为第九实施方式进行说明。

在该第九实施方式中，各无线节点与第七实施方式相同，设构成为具备图14所示的通信流量检测部1401，分组主节点接收来自分组内的子节点的通信流量信息，基于该信息进行分组间的子节点的交换。

在图12中相互无线通信网络系统1200作为构成要素具备分组1201和分组1205(运用状态)，其中，分组1201由分组主节点1202、子节点1203、子节点1204构成，分组1205由分组主节点1206、子节点1207和子节点1208构成。在此，分组1201内的子节点1203的通信流量超过预先设定的水平时，分组主节点1202向分组主节点1206发送子节点的交换请求。接收到交换请求的分组主节点1206以在自身分组内通信流量最少的子节点1207作为交替成员。之后，被交换的子节点1203和子节点1207从自身分组的分组主节点接收切离命令，通过停止该子节点所使用的时隙的同步信号而与分组切离。切离后的各子节点分别被切换到交换目标的分组的无线频道，以来自新的分组主节点的交替请求为线索而开始相互通信(子节点交换)。如果完成子节点的交换，则各分组主节点再次建立由已有的子节点和新交换的子节点构成的新的分组1209以及分组1210(再次进行分组)。再次进行分组后，进入运用状态。

通过这种结构和步骤，当发生了仅通过分组内的分组主导装置交替来不能充分消除无线节点的通信流量的不均衡那样的极端大的不均衡时，通过在分组间交换无线节点而能消除该不均衡。

另外，即使分组主节点接收到来自其他节点的交替请求，通过从自身分组内产生交替成员而使自身分组的平均通信流量的均衡化变得困难的情况下，能够拒绝上述交替请求。已拒绝交替请求的分组主节点，也可放弃与该分组之间的子节点交换，向其他分组发送交替请求来查找交替目标，也可放弃交替处理而进入简约运行。

(第十实施方式)

可构成为对各无线节点的重传次数进行监视，以该重传次数为线索，来交替分组主节点。以下将这种情况作为第十实施方式进行说明。

图17为本发明的第十实施方式中的无线节点的框图。

在图17中，对与图1(a)相同的构成要素采用相同的符号，并省略说明。

在图17中，无线节点1700具备重传次数检测部1701。重传次数检测部1701，在规定时间内没有接收到对已发送的同步信号的返回数据时，重传相同的数据时，对重传次数进行计数，将累计的重传次数信息S10向CPU101发送。

采用图18的流程图，对通过这种结构的无线节点1700，以重传次数为线索来交替分组主节点的步骤进行说明。

图18为对本发明的第十实施方式中的基于重传次数的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

在图18中，分组主节点204预先设定作为分组主节点交替时期的判断基准的时间(步骤1801)，进行各时隙数据的接收，并且还累计与子节点之间的通信中的时隙数据的重传次数(步骤1802)。如果接收所有时隙的数据，则对与各子节点之间的通信时间是否到达由步骤1801设定的交替时间进行检查(步骤1803)，如果没有达到交替时间，则继续接收时隙数据，如果只要有一个子节点达到交替时间，则开始起动交替控制程序(步骤1804)。此时，推定为各子节点的重传次数累计中重传次数最小的子节点的电池余量最多，因此对该子节点发送交替请求(步骤1805)。

在子节点中，如果有交替请求(步骤1808)，则开始起动交替控制程序(步骤1809)，发送交替受理(步骤1810)。

如果分组主节点204接收来自子节点的交替受理后(步骤1806)，则停止发送各同步信号及帧头601和帧尾605(步骤1807)，结束分组主节点的功能。

在子节点中，确认同步信号已停止后(步骤1811)，代替分组主节点204来以最大发送功率开始发送各同步信号及帧头601和帧尾605(步骤1812)。

通过以上的各步骤，将通信重传次数作为交替基准的分组主导装置交替动作结束。根据图2的例示，分组主节点204转变成子节点208，子节点205转变成分组主节点207。

根据上述结构和步骤，能够不用检测无线节点的电池剩余量而以与电池消耗量具有相关关系的通信重传次数为线索，来检测出交替分组主导装置的时刻。

(第十一实施方式)

能够构成为以各无线节点的重传次数为触发(trigger)执行图10(第四实施方式)所示的相互无线通信网络中的分组的合并·分离。以下将这种情况作为第十一实施方式进行说明。

在该第十一实施方式中，各无线节点与第十实施方式相同，构成为具备如图17所示的重传次数检测部1701，分组主节点接收来自分组内的子节点的重传次数信息，并基于该信息进行分组的合并·分离。

图19为对本发明的第十一实施方式中的分组合并动作进行说明的流程图。

在进入图19的处理前，各分组主节点预先通过跳跃通信对自身分组和其他分组的构成信息进行交换，对其他分组的构成信息即该分组的标识符、无线节点的总数量、所使用的无线频道等的信息进行共享。

首先，对接纳分组合并一方的步骤进行说明。

分组主节点将无线频道设定成公共信道，采用跳跃通信进行处理(步骤1901)。首先，对来自各子节点的重传次数进行收集，并包括自己的重传次数在内对自身分组的平均重传次数进行计算(步骤1902)。之后，对其他分组主节点发送由步骤1902所计算的平均重传次数(步骤1903)，并且对自身分组的平均重传次数是否超过预先设定的水平进行评价(步骤1904)。

如果平均重传次数没有超过设定水平，则对是否已从其他分组主节点接收到分组合并请求进行检查(步骤1905)，如果没有接收到分组合并请求，则结束处理。如果接收到分组合并请求，则继续进入合并处理。在合并处理中，首先发送合并许可，来表示愿意合并到对方分组的意愿(步骤1906)。之后，将无线频率返回为自身信道(步骤1907)，使同步信号暂时停止(步骤1908)。在此，根据自身分组和对方分组的无线节点数目计算所需时隙数(步骤1909)，增加时隙数并再次开始同步信号的发送(步骤1910)。

接下来，对请求分组合并一方的步骤进行说明。

由步骤1904判定自身分组的平均重传次数超过设定水平时，根据来自其他分组的平均重传次数对相邻分组的平均重传次数进行评价(步骤1911)，如果在设定水平以下，则进入合并请求处理，如果超过设定水平，则由于在邻近处没有可合并的分组，因此降低整体的性能等而进入简约运行(步骤1912)。

在合并请求处理中，首先向合并目标发送分组合并请求(步骤1913)后，等待合并许可(步骤1914)。如果得到合并许可，则将无线频率返回为自身信道(步骤1915)，对自身分组的子节点发送合并目标的无线频道并进行告知(步骤1916)。之后，停止同步信号(步骤1917)，设定成合并目标的信道(步骤1918)。

通过以上的步骤，完成分组的合并动作。

根据上述结构和步骤，在分组之间产生分组的平均重传次数不均衡时，通过将平均重传次数的差异上存在差距的多个分组合并之后再次分离，而能够缓和平均重传次数的不均衡。

另外，在此设分组合并以及分离的分组数目为2，但当然也可对超过两组的多个分组进行合并以及分离。此外，设所合并的分组数和分离的分组数为相同的数目进行了说明，但根据重传次数的均衡化的状况合并前和合并·分离后的分组数目当然也可不一致。

(第十二实施方式)

能够构成为以各无线节点的重传次数为触发(trigger)执行图12(第五实施方式)所示的分组间的子节点的交换处理。以下将这种情况作为第十二实施方式进行说明。

关于该第十二实施方式，各无线节点与第十实施方式同样，构成为具备图17所示的重传次数检测部1701，分组主节点接收来自分组内的子节点的重传次数信息，基于该信息进行分组间的子节点的交换。

在图12中，相互无线通信网络系统1200作为构成要素具备分组1201和分组1205(运用状态)，其中，分组1201由分组主节点1202、子节点1203、子节点1204构成，分组1205由分组主节点1206、子节点1207和子节点1208构成。在此，分组1201内的子节点1203的重传次数超过预先设定的水平时，分组主节点1202向分组主节点1206发送子节点的交换请求。接收到交换请求的分组主节点1206以在自身分组内重传次数最多的子节点1207作为交替成员。之后，被交换的子节点1203和子节点1207从自身分组的分组主节点接收切离命令，通过停止该子节点所使用的时隙的同步信号而与分组切离。切离后的各子节点分别被切换到交换目标的分组的无线频道，以来自新的分组主节点的交替请求为线索而开始相互通信(子节点交换)。如果子节点的交换结束，则各分组主节点再次建立由已有的子节点和新交换的子节点构成的新的分组1209以及分组1210(再次进行分组)。再次进行分组后，进入运用状态。

通过这种结构和步骤，当发生了仅通过分组内的分组主导装置交替来不能充分消除无线节点的重传次数的不均衡那样的极大的不均衡时，能够通过在分组间交换无线节点而消除该不均衡。

另外，即使分组主节点接收到来自其他节点的交替请求，通过从自身分组内产生交替成员而使自身分组的平均重传次数的均衡化变得困难的情况下，能够拒绝上述交替请求。已拒绝交替请求的分组主节点，也可放弃与该分组之间的子节点交换，向其他分组发送交替请求来查找交替目标，也可放弃交替处理而进入简约运行。

(第十三实施方式)

能够构成为以重传次数为触发，来执行图13(第六实施方式)所示的分组内的子节点的切离处理。以下将该情况作为第十三实施方式进行说明。另外，关于该第十三实施方式，各无线节点也与第十实施方式同样，构成为具有图17所示那样的重传次数检测部1701，分组主节点接收来自分组内的子节点的重传次数信息，基于该信息进行分组内的子节点的切离。

在图13中，相互无线通信网络系统1300作为构成要素具备分组1301(运用状态)，该分组1301由分组主节点1302、子节点1303和另一子节点构成。在此，分组1301内的子节点1303的重传次数超过预先设定的水平时，分组主节点1302向子节点1303传送切离命令后，停止该子节点所使用的时隙的同步信号(子节点切离)。如果子节点1303切离完成，则分组主节点1302只用已有的子节点再次建立分组。由于切离后的子节点1303发现不了来自新的分组主节点的同步信号，因此停止收发动作而保持空闲状态结束电池寿命(分组缩小)。分组缩小后，进入运用状态。

通过这种结构和步骤，在即使通过分组内的分组主导装置交替或分组间的合并或分组间的无线节点交替，还会产生重传次数极端地增大的无线节点的情况下，通过从分组中强制地切离该无线节点，能够避免因重传次数增加所引起的无线节点的误动而造成的网络故障等。

(第十四实施方式)

可构成为对各无线节点的误码率进行监视，以该误码率为线索来对分组主节点进行交替。以下将这种情况作为第十四实施方式进行说明。

图20为本发明的第十四实施方式中的无线节点的框图。

在图20中，对与图1(a)相同的构成要素采用相同的符号，并省略说明。

在图20中无线节点2000具备误码率检测部2001。

采用图21的流程图，对通过上述那样构成的无线节点2000以误码率为线索交替分组主节点的步骤进行说明。

图21为对本发明的第十四实施方式中的基于误码率的分组主导装置交替动作进行说明的流程图。

在图21中，分组主节点204预先设定作为分组主节点交替时期的判断基准的时间(步骤2101)，进行各时隙数据的接收，并且还取得与子节点之间的通信中的误码率(步骤2102)。如果接收到所有时隙的数据，则对与各时隙之间的通信时间是否达到步骤2101所设定的交替时间进行检查(步骤2103)，如果没有达到交替时间，则继续接收时隙数据，如果只要有一个子节点达到交替时间，则开始起动交替控制程序(步骤2104)。此时，推定为各子节点的误码率中误码率最小的子节点的电池余量最多，因此对该子节点发送交替请求(步骤2105)。

子节点中，如果有交替请求(步骤2108)，则开始起动交替控制程序(步骤2109)后，发送交替受理(步骤2110)。

如果分组主节点204接收到来自子节点的交替受理(步骤2106)，则停止各同步信号及帧头601和帧尾605的发送(步骤2107)，结束分组主节点的功能。

在子节点中，如果确认同步信号已停止(步骤2111)，则代替分组主节点204以最大的发送功率开始发送各同步信号及帧头601和帧尾605(步骤2112)。

通过以上的各步骤，以通信误码率为交替基准的分组主导装置交替动作结束。根据图2的例示，分组主节点204转变成子节点208，子节点205转变成分组主节点207。

通过以上的结构和步骤，能够不用检测无线节点的电池剩余量而以与电池消耗量具有相关关系的误码率为线索，正确地检测出交替分组主导装置的时刻。

另外，步骤2102中的误码率的取得，能够在由分组主节点的CPU101对接收数据S5进行纠错处理时算出。此外，在使用外码时，也可由解调器112取得误码率。

(第十五实施方式)

能够构成为以各无线节点的误码率为触发(trigger)执行图10(第四实施方式)所示的相互无线通信网络中的分组的合并·分离。以下将这种情况作为第十五实施方式进行说明。

在该第十五实施方式中，各无线节点与第十四实施方式相同，构成为具备图20所示的误码率检测部2001，分组主节点接收来自分组内的子节点的误码率信息，基于该信息进行分组的合并·分离。

图22为对本发明的第十五实施方式中的分组合并动作进行说明的流程图。

在进入图22的处理之前，各分组主节点预先通过跳跃通信对自身分组和其他分组的构成信息进行交换，对其他分组的构成信息即该分组的标识符、无线节点的总数量、所使用的无线频道等的信息进行共享。

首先，对接纳分组合并一方的步骤进行说明。

分组主节点将无线频道设定成公共信道，采用所设定的跳跃通信进行处理(步骤2201)。首先，对来自各子节点的误码率进行收集，并包括自己的误码率在内对自身分组的平均误码率进行计算(步骤2202)。之后，对其他分组主节点发送由步骤2202所计算的平均误码率(步骤2203)，并且对自身分组的平均误码率是否超过预先设定的水平进行评价(步骤2204)。

如果平均误码率没有超过设定水平，则对是否已从其他分组主节点接收到分组合并请求进行检查(步骤2205)，如果没有接收到分组合并请求，则结束处理。如果接收到分组合并请求，则继续进入合并处理。在合并处理中，首先发送合并许可，来表示愿意合并到对方分组的意愿(步骤2206)。之后，将无线频率返回为自身信道(步骤2207)，使同步信号暂时停止(步骤2208)。在此，根据自身分组和对方分组的无线节点数目计算所需时隙数(步骤2209)，增加时隙数并再次开始同步信号的发送(步骤2210)。

接下来，对请求分组合并一方的步骤进行说明。

由步骤2204判定自身分组的平均误码率超过设定水平时，根据来自其他分组的平均误码率对相邻分组的平均误码率进行评价(步骤2211)，如果在设定水平以下，则进入合并请求处理，如果超过设定水平，则由于在邻近处没有可合并的分组，因此降低整体的性能等而进入简约运行(步骤2212)。

在合并请求处理中，首先向合并目标发送分组合并请求(步骤2213)后，等待合并许可(步骤2214)。如果得到合并许可，则将无线频率返回为自身信道(步骤2215)，对自身分组的子节点发送合并目标的无线频道并进行告知(步骤2216)。之后，停止同步信号(步骤2217)，设定成合并目标的信道(步骤2218)。

通过以上的各步骤，完成分组合并动作。

根据上述结构和步骤，在分组之间产生分组的平均误码率不均衡时，通过将平均误码率的差异上存在差距的多个分组合并之后再次分离，而能够缓和平均误码率的不均衡。

另外，在此设分组合并以及分离的分组数目为2，但当然也可对超过两组的多个分组进行合并以及分离。。此外，设所合并的分组数和分离的分组数为相同的数目进行了说明，但根据重传次数的均衡化的状况合并前和合并·分离后的分组数目也可不一定一致。

(第十六实施方式)

能够构成为以各无线节点的误码率为触发(trigger)执行图12(第五实施方式)所示的分组间的子节点的交换处理。以下将这种情况作为第十六实施方式进行说明。

在该第十六实施方式中，各无线节点与第十四实施方式相同，构成为具备图20所示的误码率检测部2001，分组主节点接收来自分组内的子节点的误码率信息，基于该信息进行分组间的子节点的交换。

在图12中相互无线通信网络系统1200作为构成要素具备分组1201和分组1205(运用状态)，其中，分组1201由分组主节点1202、子节点1203、子节点1204构成，分组1205由分组主节点1206、子节点1207和子节点1208构成。在此，分组1201内的子节点1203的误码率超过预先设定的水平时，分组主节点1202向分组主节点1206发送子节点的交换请求。接收到交换请求的分组主节点1206以在自身分组内误码率最小的子节点1207作为交替成员。之后，被交换的子节点1203和子节点1207从自身分组的分组主节点接收切离命令，通过停止该子节点所使用的时隙的同步信号而与分组切离。切离后的各子节点分别被切换到交换目标的分组的无线频道，以来自新的分组主节点的通信请求为线索而开始相互通信(子节点交换)。如果完成子节点的交换，则各分组主节点再次建立由已有的子节点和新交换的子节点构成的新的分组1209以及分组1210(再次进行分组)。再次进行分组后，进入运用状态。

通过这种结构和步骤，当发生了仅通过分组内的分组主导装置交替来不能充分消除无线节点的误码率的不均衡那样的极大的不均衡时，通过在分组间交换无线节点而能消除该不均衡。

另外，即使分组主节点接收到来自其他的交替请求，通过从自身分组内产生交替成员而使自身分组的平均误码率的均衡化变得困难的情况下，能够拒绝上述交替请求。已拒绝交替请求的分组主节点，也可放弃与该分组之间的子节点交换，向其他分组发送交替请求来搜索交替目标，也可放弃交替处理而进入简约运行。

(第十七实施方式)

能够构成为以误码率为触发，来执行图13(第六实施方式)所示的分组内的子节点的切离处理。以下将该情况作为第十七实施方式进行说明。另外，关于该第十七实施方式，各无线节点也与第十四实施方式同样，构成为具有图20所示那样的误码率检测部2001，分组主节点接收来自分组内的子节点的误码率信息，基于该信息进行分组内的子节点的切离。

在图13中，相互无线通信网络系统1300作为构成要素具备分组1301(运用状态)，该分组1301由分组主节点1302、子节点1303和另一子节点构成。在此，分组1301内的子节点1303的误码率超过预先设定的水平时，分组主节点1302向子节点1303传送切离命令后，停止该子节点所使用的时隙的同步信号(子节点切离)。如果完成子节点1303切离，则分组主节点1302只用已有的子节点再次建立分组。由于切离后的子节点1303发现不了来自新的分组主节点的同步信号，因此停止收发动作而保持空闲状态结束电池寿命(分组缩小)。分组缩小后，进入运用状态。

通过这种结构和步骤，当即使通过分组内的分组主导装置交替或分组间的合并或分组间的无线节点交换，还会产生误码率极端地增大的无线节点的情况下，通过从分组中强制地切离该无线节点，能够避免因误码率增加所引起的无线节点的误动作而造成的网络故障等。

如果采用以上结构的无线节点，则能够容易地建立具有如图2的相互无线通信网络系统200所示那样的拓扑的传感器网络(sensor network)系统。尤其，通过本发明，由于能够自动且独立地构成基于各无线节点的对等网络系统，因此不需要高价的设置成本而能简单地实现横跨大范围的大规模的网络系统，而且所有的无线节点由被均衡化的电源管理源而被运用，因此能够提供运用寿命长且可靠的网络系统。

为了对本发明相关的电源管理方法中的拓扑效果进行仿真，而采用以图23(a)所示的网关GW为中心，在半径的值每次增加d的同心圆上以等间隔d配置有无线节点的模型。

此时，从网关GW到半径r的圆周上存在的无线节点数目为2πr。无线通信所需的发送功率P与通信站之间的距离的三次方成比例，因此满足

P＝(无线节点数目)×(距离的三次方)×2。

另外，在该式中乘以2的原因在于，ENQ/ACK双向通信中建立一个会话(session)成立。

在以往例中，由于各无线节点与网关GW进行通信，因此现有例中的所需功率P0为

(式1)

$P_0=2\×\underset{r=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}2\mathrm{\πr}\·r^3=\frac{2\mathrm{\π}}{15}n(n+1)(2n+1)(3n^2+3n-1)$

在本发明中，构成为将无线节点分割为多个分组，在分组内进行微微网(Piconet)通信，并且在分组间进行对等跳跃通信，而到达网关GW的结构，因此本发明所需功率P₁为，

P₁＝(微微网通信所需功率)+(跳跃通信所需功率)，

(微微网通信所需功率)P_p由式(2)表示。

(式2)

$P_p=2\×\underset{r=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}2{\mathrm{\πrd}}^3=2\mathrm{\πn}(n+1)$

另外，d为无线节点间隔，因此归一化为1。此外，以间隔d密集配置的无线节点的跳跃间隔近似为3d，因此到网关GW为止的跳跃数为r/3。

此外，因对等跳跃时的同步建立步骤而需要最低两次的会话。

还有，如果分组数目为g，分组内的无线节点数目为m，则由于g＝2πr/m，因此(跳跃通信所需功率)P_h由式(3)表示。

(式3)

$P_h=4\×\underset{r=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}g{\left(3d\right)}^3\frac{r}{3}=\frac{72\mathrm{\π}}{m}\underset{r=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{r}^2=\frac{12}{m}\mathrm{\πn}(n+1)(2n+1)$

在假定如构成对一个分组主节点包括四个子节点的分组那样的m＝5的模型时，本发明的所需功率P₁为

(式4)

$P_1=2\mathrm{\πn}(n+1)+\frac{12}{5}\mathrm{\πn}(n+1)(2n+1)$

将这样的仿真结果表示在图23(b)中。如图23(b)所示，可知如果无线节点数目增加，则在现有例的情况下，总功率显著增加，与此相对，在本发明的情况下，能够抑制发送总功率。

另外，在上述的实施方式中，帧600中的帧头601具备分组主节点固有的标识符，在各同步信号中具备用于指定与各同步信号对应的子节点的标识符，各时隙数据中具备表示发送源的子节点号的标识符，但这些标识符也可为该无线节点个别地具有的唯一的机械的固有号码，也可为对该无线节点分配的自由名称。在采用自由名称的情况下，在该网络系统中，也可具备将无线节点的自由名称和该无线节点的机械的固有号码连接起来的名称解决节点或名称解决服务器。

此外，在各实施方式中，在天线传输路径中的数据传输时，还实施交织处理和纠错编码处理来作为外码处理，因此如果进行数据传输，则通信的可靠性提高。此时，优选外码处理将编码处理设置在调制部106的输入级，将译码处理设定在解调部112的输出级。此外，纠错码中，如果采用对卷积码或turbo(タ一ボ)码等连续的误码表示有效的性能，则能够进一步提高通信的可靠性。

产业上的利用可能性

本发明相关的无线节点的电源管理方法，可利用于电源管理机构中，该电源管理机构用于将构成相互无线网络系统的电池驱动的无线终端即无线节点的电池寿命在整体网络上均等地延长。此外，也可应用于无线对等通信所引起的传感网络系统等的用途中。

Claims (19)

1、一种电源管理方法，用于对由多个无线节点构成的相互无线通信网络系统中的无线节点的电源即电池的消耗量进行管理，其特征在于，

具有：

在网络建立时用多个无线节点组成分组，并建立多个分组的步骤；

在上述各分组中，从分组内的无线节点中暂定一个为分组主节点，并将分组内的其他节点作为连接成上述分组主节点的下属并进行终端站动作的子节点的步骤，上述分组主节点是与分组内的其他节点进行通信，并且履行成为与其他分组之间的通信用的通信中继站的分组主导装置的职责的节点；

上述各分组内的各无线节点，在通信会话开始时与其他无线节点交换数据，并按每个发送对象计算出必要最小限度的发送功率的步骤；

上述各分组内的各无线节点根据所计算出的各必要最小限度的发送功率，进行与其他无线节点之间的通信的步骤；和

上述分组主节点每隔规定时间判定是否已到达交替分组主导装置的职责的时期，在判断为已到达分组主导装置的交替时期时，与子节点中的一个子节点交替分组主导装置的职责的步骤。

2、根据权利要求1所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括上述分组主节点对与分组内的各子节点之间的通信中的通信流量进行监视的步骤，

在上述分组主节点的通信流量达到预先所设定的通信流量时，将通信流量最少的子节点交替成分组主导装置。

3、根据权利要求1所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括上述子节点各自对自身的通信流量进行监视，向上述分组主节点报告通信流量的步骤，

在从当前的分组主节点开始履行分组主导装置的职责起经过了规定时间的时刻，将通信流量最少的子节点交替成分组主导装置。

4、根据权利要求3所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

上述分组主节点计算出分组内的各无线节点的平均通信流量，在与其他分组主导装置之间交换平均通信流量信息的步骤；

进行将上述平均通信流量超过预先设定的水平的分组吸收及合并到平均通信流量最少的相邻的分组的步骤；和

在分组的吸收及合并后按照平均通信流量均衡化的方式分离分组的步骤。

5、根据权利要求3所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

上述分组主节点，将分组内通信流量最多的子节点与相邻或邻近的分组内的通信流量最少的无线节点进行交换的步骤。

6、根据权利要求1所述的电源管路方法，其特征在于，

还包括各子节点各自对自身的电池剩余量进行监视，向上述分组主节点报告电池剩余量的步骤，

在从当前的分组主节点开始履行分组主导装置的职责起经过了规定时间的时刻，将电池剩余量最多的子节点交替成分组主导装置。

7、根据权利要求6所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

上述分组主节点计算出分组内的各无线节点的平均电池剩余量，在与其他分组主导装置之间交换平均电池剩余量信息的步骤；

进行将上述平均电池剩余量在预先设定的水平以下的分组吸收及合并到平均电池剩余量最多的相邻的分组的步骤；和

在分组的吸收及合并后按照平均电池剩余量均衡化方式分离分组的步骤。

8、根据权利要求6所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

上述分组主节点，将分组内电池剩余量最少的子节点与相邻或邻近的分组内的电池剩余量最多的无线节点交换的步骤。

9、根据权利要求6所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

在分组内电池剩余量最少的子节点的电池剩余量低于预先设定的量时，将上述电池剩余量最少的子节点与分组切离的步骤。

10、根据权利要求1所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括上述分组主节点对在与各子节点之间的通信中所产生的重传次数进行监视的步骤，

在从当前的分组主节点开始履行分组主导装置的职责起经过了规定时间的时刻，将重传次数最少的子节点交替成分组主导装置。

11、根据权利要求10所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

上述分组主节点计算出在与分组内的各无线节点之间的通信中所产生的重传次数的平均，在与其他分组主导装置之间交换平均重传次数信息的步骤；

进行将上述平均重传次数在预先设定的水平以上的分组吸收及合并到平均重传次数最少的相邻的分组的步骤；

在分组的吸收及合并后按照平均重传次数均衡化的方式分离分组的步骤。

12、根据权利要求10所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

上述分组主节点将分组内重传次数最多的子节点与相邻或邻近的分组内的重传次数最少的无线节点交换的步骤。

13、根据权利要求10所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

在分组内重传次数最多的子节点的重传次数超过了预先设定的量的情况下，将上述重传次数最多的子节点与分组切离的步骤。

14、根据权利要求1所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括上述分组主节点对在与各子节点之间的通信中所产生的误码率进行监视的步骤，

在从当前的分组主节点开始履行分组主导装置的职责起经过了规定时间的时刻，将误码率最小的子节点交替成分组主导装置。

15、根据权利要求14所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：

上述分组主节点计算出在与分组内的各无线节点之间的通信中所产生的误码率的平均，在与其他分组主导装置之间交换平均误码率信息的步骤；

进行将上述平均误码率在预先设定的水平以上的分组吸收及合并到平均误码率最小的相邻的分组中的步骤；和

在分组的吸收及合并后按照平均误码率均衡化的方式分离分组的步骤。

16、根据权利要求14所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：上述分组主节点将在分组内误码率最大的子节点与相邻或邻近的分组内的误码率最小的无线节点交换的步骤。

17、根据权利要求14所述的电源管理方法，其特征在于，

还包括：在分组内误码率最大的子节点的重传次数超过预先设定的量的情况下，将上述误码率最大的子节点与分组切离的步骤。

18、一种电源管理装置，用于对由多个无线节点构成的相互无线通信网络系统中的无线节点的电源即电池的消耗量进行管理，其特征在于，

具有：

分组建立部，无线节点属于由在网络建立时所形成的多个无线节点构成的多个分组中任一个，当在自己所属的分组中不存在分组主节点的情况下成为暂定的分组主节点，当自己所属的分组中存在分组主导装置的情况下成为连接成上述分组主节点的下属并进行终端站动作的子节点，上述分组主节点是与分组内的其他节点进行通信，并且履行成为与其他分组之间的通信用的通信中继站的分组主导装置的职责的节点；

母机动作部，在为分组主节点的情况下，与分组内的其他子节点进行通信，并且成为与其他分组之间的通信用的通信中继站；

交替控制部，在为分组主节点的情况下，每隔规定时间判定是否到达交替分组主导装置的职责的时期，在判断为已到达分组主导装置的交替时期时，对子节点中的一个子节点进行用于交替分组主导装置的职责的交替请求；和

子机动作部，在为子节点的情况下，向自己所属的分组的分组主导装置发送为了判定是否到达交替分组主导装置的职责的时期而所需的信息，并且接受来自分组主节点的交替请求而转移到由上述母机动作部所进行的动作。

19、一种程序，是用于对由多个无线节点构成的相互无线通信网络系统中的无线节点的电源即电池的消耗量进行管理的电源管理方法的程序，其特征在于，

让计算机执行电源管理方法，该电源管理方法包括：

在网络建立时用多个无线节点组成分组，并建立多个分组的步骤；

在上述各分组中，从分组内的无线节点中暂定一个为分组主节点，并将分组内的其他节点作为连接成上述分组主节点的下属并进行终端站动作的子节点的步骤，上述分组主节点是与分组内的其他节点进行通信，并且履行成为与其他分组之间的通信用的通信中继站的分组主导装置的职责的节点；

上述各分组内的各无线节点，在通信会话开始时与其他无线节点交换数据，并按每个发送对象计算出必要最小限度的发送功率的步骤；

上述各分组内的各无线节点根据所计算出的各必要最小限度的发送功率，进行与其他无线节点之间的通信的步骤；和

上述分组主节点每隔规定时间判定是否已到达交替分组主导装置的职责的时期，在判断为已到达分组主导装置的交替时期时，与子节点中的一个子节点交替分组主导装置的职责的步骤。

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